2027届高三化学第一轮复习能力提高训练专题（10）非常用元素及其化合物

**基本信息** 聚焦非常用元素（氮磷砷、铅、镁硼等）及其化合物，以元素周期律为核心，通过性质比较、工艺流程及实验探究构建知识网络，提升知识迁移与综合应用能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |性质比较与结构分析|选择题1-6|结合周期律比较物质结构、溶解性、氧化性等|基于元素周期表位置推断性质递变，体现结构决定性质的化学观念| |物质转化与工艺流程|填空题8-13、15、18-20|价类二维图分析、工业流程推断、反应方程式书写|以核心元素为线索，构建单质-化合物转化关系，培养科学思维与证据推理能力| |实验探究与计算|填空题14、16-17|实验装置分析、产物验证、纯度计算|通过实验设计与数据处理，强化科学探究与实践能力，关联理论与实际应用|

2027届高三化学第一轮复习能力提高训练 专题（10）非常用元素及其化合物参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 B A C D B D D 1．B 【详解】A．白磷为正四面体结构，1个白磷分子含6个P-P共价键，31 g白磷的物质的量，共价键数目为，A错误； B．NH3​中N的电负性大于PH3​中P的电负性，N原子对孤电子对的吸引力更强，更难给出孤电子对形成配合物，而PH3​中P的电负性较小，孤电子对更容易给出，与过渡金属形成配合物的能力更强；（或中P有空的3d轨道，可接受过渡金属的d电子形成反馈π键，增强配位稳定性，而N无d轨道无法形成该作用，故与过渡金属形成配合物的能力），B正确； C．可与水分子形成氢键，且能与水反应，在水中溶解度远大于，故水中溶解性，C错误； D．存在大量分子间氢键，沸点高难挥发，D错误； 故选B。 2．A 【详解】A．在反应Ⅰ中，CuSO4与P4反应生成Cu3P、H3PO4，Cu元素由+2价降低到Cu3P中+1价，被还原，P元素一部分降低到Cu3P中-3价，被还原，一部分被氧化到H3PO4中+5价，A错误； B．H3PO4为三元酸，与Ca(OH)2发生酸碱中和时，随着H3PO4被中和的程度可生成Ca(H2PO4)2、CaHPO4、Ca3(PO4)2，B正确； C．根据图示，反应Ⅲ中反应物为Ca3(PO4)2、SiO2、C，生成物为CaSiO3、CO、P4，根据得失电子守恒和元素守恒配平得方程式为：2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C= 6CaSiO3+10CO↑+P4，C正确； D．根据图示反应Ⅰ知，CuSO4可与P4发生反应，所以可以用稀的CuSO4溶液冲洗皮肤上的白磷，D正确； 故答案选A。 3．C 【详解】A．同主族元素单质磷是固体，根据元素周期律知，砷是固体，故A正确； B．N元素有-3、0、+2、+3、+5等多种化合价，根据同主族元素的相似性判断，砷可以存在-3、+3、+5等多种化合价，故B正确； C．磷比砷的非金属性强，根据元素周期律知，As2O5对应水化物的酸性比H3PO4弱，故C错误； D．磷比砷的非金属性强，根据元素周期律知，AsH3的稳定性比PH3弱，不稳定，故D正确； 故答案为C。 4．D 【解析】略 5．B 【分析】元素周期表中，处于对角线位置的元素具有相似的性质，则根据 MgSO4，Mg，Mg(OH)2， MgCO3的性质可推断Li2SO4，Li，LiOH，Li2CO3的性质。 【详解】A，锂和镁在元素周期表中有特殊"对角线"关系，它们的性质非常相似，硫酸镁易溶于水，所以硫酸锂易溶于水，故A错误； B，锂和镁在元素周期表中有特殊"对角线"关系，它们的性质非常相似，镁和氮气反应生成氮化镁，所以锂和氮气反应生成 Li3N，故 B正确； C，锂和镁在元素周期表中有特殊"对角线"关系，它们的性质非常相似，氢氧化镁不易溶于水，所以氢氧化锂属于不易溶物质，故C错误； D，锂和镁在元素周期表中有特殊"对角线"关系，它们的性质非常相似，氢氧化镁和碳酸镁受热易分解，所以氢氧化锂和碳酸锂受热也易分解，故D错误。 答案选B。 6．D 【详解】试题分析：类比镁及其化合物的性质：Mg(OH)2和MgCO3受热都容易分解，LiOH与Li2CO3受热也容易分解，A和B选项错误。Mg在氧气中燃烧生成普通的氧化物MgO，所以Li在氧气中燃烧生成Li2O，C选项错误；Mg与稀硫酸反应生成MgSO4和氢气，Li与稀硫酸反应生成Li2SO4和氢气，D选项正确。 考点：镁的提取及应用 7．D 【详解】A．24Mg的质子数为12，中子数=24-12=12，0.1 mol 24Mg含中子数=0.1×12×NA=1.2NA，A错误； B．标准状况下11.2 L N2的物质的量=，N2分子中N≡N键含1个σ键，故σ键数目=0.5×1×NA=0.5NA，B错误； C．反应①为3Mg+N2=Mg3N2，Mg3N2摩尔质量为100 g/mol，10 g Mg3N2物质的量为0.1 mol，生成1 mol Mg3N2转移电子6 mol，则0.1 mol转移电子0.6NA，C错误； D．NH4Cl溶液中水解促进水的电离，pH=5时c(H⁺)=10-5 mol/L，溶液体积0.1 L，水电离的H⁺数目=10-5 mol/L×0.1 L×NA=1×10-6NA，D正确； 故答案选D。 8．(1) 或 (2) (3)或 (4)正盐 【分析】由题干磷的价-类二维图可知，①为磷的+5价氧化物则为P2O5或P4O10，②为磷的+5价酸即为H3PO4，据此分析解题。 【详解】（1）由分析可知，①和②的化学式分别为：P2O5或P4O10，H3PO4； （2）Na3PO4是可溶性盐，属于强电解质，故其电离方程式为； （3）①即P2O5或P4O10均为酸性氧化物，能与碱反应生成盐和水，故以①为一种反应物，生成Na3PO4的化学方程式为：或； （4）亚磷酸(H3PO3)是二元酸，能生成两种盐即NaH2PO3和Na2HPO3，则H3PO3与足量NaOH溶液反应生成正盐Na2HPO3。 9．(1) < 46 (2) 水果中富含维生素C等还原性物质，会把+5价砷还原成毒性更强的+3价砷 酸性较强时，不易生成水合氧化铁，从而导致砷化合物的吸附效率降低 (3) D 溴不能完全蒸出，产率太低 【详解】（1）由于As在元素周期表中与Br处于同一周期，并且As在Br的左侧，根据元素周期律可知，非金属性：As＜Br，由核素的符号可知，其质量数为81，原子序数为35，故中子数为； （2）水果中富含维生素C等还原性物质，能被+5价砷氧化，同时+5价砷被还原成剧毒的+3价砷；单质铁需要通过氧化腐蚀生成水合氧化铁才能起到吸附沉降砷化合物的作用，但在酸性条件下，铁容易反应生成游离的铁离子，不利于水合氧化铁的形成，导致除砷效率降低；由图可知，在pH=6时，As去除率为80%，因此此时出水后的As浓度为，计算可得其浓度为； （3）由图可知，步骤ⅲ中使用了对含溴空气中的溴进行了吸收，由于具有还原性，溴具有氧化性，可以推导出其反应方程式为；从理论上考虑，NaOH可与溴反应生成NaBr和，有利于的溶解，中的二价铁离子和中的亚硫酸根离子都具有还原性，可与溴反应，也有利于其溶解，而水只会与溴发生可逆的反应：，且反应限度有限，故理论上不能充分吸收，选D；在蒸馏过程中，需要达到足够的温度才能使溴有效地分离，若温度过低，溴无法被完全蒸发，会导致产率过低。 10．(1)AD (2) (3) (4) (5) 30~42℃ 磷酸分子与水分子形成分子间氢键 34.01 (6)水体的富营养化(或水华或赤潮) 【分析】空气通过氯化钙干燥，经过安全瓶后流入毛细管对烧瓶中的溶液进行搅拌，同时还具有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升的作用，将85%磷酸溶液进行减压蒸馏除水、结晶除杂得到纯磷酸。 【详解】（1）A．磷易被氧化，红磷和白磷相互转化时需隔绝空气加热，A错误； B．P4为正四面体，1mol P4中有6mol P-P键，B正确； C．黑磷为层状结构，层内以共价键结合，层间为范德华作用，属于混合晶体，黑磷层间的每个磷原子形成三个σ键后还剩两个自由电子，可以在层间导电，导电的原因与石墨相同，C正确； D．‌黑磷的层状结构降低了体系能量，而白磷的正四面体结构因角张力导致能量较高、稳定性较差，因此黑鳞比白磷更稳定，D错误； 故答案为AD。 （2）根据已知，PH3氧化为H3PO4，CuSO4还原为Cu，化学方程式为。 （3）次磷酸为一元酸，则分子中有1个羟基，结构简式为。 （4）磷酸根离子为，焦磷酸根离子为，三磷酸根离子为。结合图示可知，每增加1个原子，原子数增加3，离子所带负电荷数增加1，故可推出离子通式为。 （5）①熔点为30℃，磷酸熔点为42℃，因此应控制过滤温度为30~42℃，使磷酸以晶体形式存在，而杂质为液态，从而通过过滤除去杂质； ②磷酸的结构简式为，其中的羟基可以与水分子形成氢键，从而提高除水难度； ③配制溶液需要500 mL容量瓶，根据稀释前后物质的量守恒，则需用酸式滴定管取用85%磷酸体积为。 （6）含磷洗涤剂的大量使用，给社会带来的危害是水体的富营养化(或水华或赤潮)。 11．(1)第四周期第族 (2) (3) (4) 富集砷元素，提高原料的利用率 沉砷的过程发生反应：，温度升高，溶解度减小，和浓度减小，平衡逆向移动，转化率降低 (5) (6)酸化 【分析】工业废水主要以亚砷酸()形式存在，加入溶液，得到溶液，加入氧化剂试剂1，将其氧化为，再加入石灰乳，可以得到更难溶的，用硫酸酸化得到，往中通入作还原剂，得到溶液，最后结晶，受热分解得到产品。 【详解】（1）砷元素在元素周期表中的位置为第四周期第族； （2）工业废水主要以亚砷酸()形式存在，加入溶液，得到溶液，发生反应的离子方程式为：； （3）“试剂1”为氧化剂，为了不污染环境，可以选择绿色的氧化剂； （4）加入石灰乳，可以得到更难溶的 ，所以“沉砷”在流程中是为了富集砷元素，提高原料的利用率；沉砷的过程发生反应：，温度升高，溶解度减小，和浓度减小，平衡逆向移动，转化率降低； （5），用硫酸酸化得到 ，所以“废渣”的主要成分是：；“转化”的过程是往中通入作还原剂，得到溶液，发生反应的化学方程式为：； （6）从反应和综合利用的角度考虑“滤液2”为，可返回酸化过程中重复使用。 12．(1) (2) 受热易分解为和 热还原法 (3) (或银) (4) (5) 铅 【分析】方铅矿(主要成分为，含少量)在空气中焙烧，生成氧化铅和银，氧化铅用一氧化碳还原生成铅单质，再加浓氢氧化钠与铅反应得，最后利用漂白粉中的次氯酸根离子的氧化性，将铅（II）氧化为二氧化铅； 【详解】（1）铅元素位于第六周期IVA族，原子序数为82，最外层有4个电子，则原子结构示意图：； （2）方铅矿焙烧时生成一种具有漂白性的气体，结合元素判断，该气体为SO2；焙烧时未转化为而是生成单质Ag，原因：受热易分解为和；用一氧化碳还原氧化铅生成铅单质，该方法属于热还原法； （3）铅与浓溶液在通入空气和加热条件下反应生成，反应方程式：；热分解生成的银单质不能与氢氧化钠反应，所以滤渣1的主要成分为银； （4）与漂白粉中的有效成分次氯酸根离子发生反应的离子方程式：； （5）电解池阳极发生失电子的氧化反应，由铅离子向二氧化铅转化，所以阳极应选石墨；阴极则选用铅作电极材料；阳极的电极反应式：。 13．(1) (2) (3) (4)97.2% 【分析】硼镁矿主要成分为Mg2B2O5•H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O，利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程中硼镁矿加入氢氧化钠浓溶液过滤得到氢氧化化镁沉淀，加入浓盐酸溶解通过蒸发浓缩得到氯化镁结晶水合物，在氯化氢气流中加热得到氯化镁固体，电解得到镁；滤液中主要是NaBO2，通入适量二氧化碳气体得到硼砂，溶于热水后，用H2SO4调pH2～3制取H3BO3，加热得到B2O3，镁与B2O3在高温下置换得到粗硼：； 【详解】（1）根据分析，硼镁矿加入氢氧化钠浓溶液过滤得到的滤渣与盐酸得到氯化镁溶液，则滤渣为Mg(OH)2；X为H3BO3晶体加热脱水的产物是B2O3，镁和得到B2O3反应生成氧化镁和硼，反应的化学方程式为：；故答案为：Mg(OH)2；； （2）H3BO3是一种一元弱酸，也可写作B(OH)3，它与水作用时结合水电离的OH-而呈酸性，离子方程式为：；硼氢化钠(NaBH4)的电子式为；故答案为：；； （3）MgCl2•6H2O在SOCl2氛围中加热，SOCl2结合结晶水生成HCl和SO2，化学方程式为：MgCl2•6H2O+6SOCl2=MgCl2+12HCl↑+6SO2↑；故答案为：MgCl2•6H2O+6SOCl2=MgCl2+12HCl↑+6SO2↑； （4）硫代硫酸钠的物质的量为：0.30mol/L×0.018L=0.0054mol，I2+2=2I-+，根据关系式：B～BI3～I2～3，n(B)=n()=0.0018mol，硼的质量为：m=nM=10.8g/mol×0.0018mol=0.01944g，粗硼中硼的含量为：×100%=97.2%； 故答案为：97.2%。 14．(1) 圆底烧瓶 P2O5等 (2)排尽装置内空气，避免O2、CO2、N2等与镁反应 (3)11Mg+4NO28MgO+Mg3N2+N2 (4)吸收E中挥发出来的水蒸气 (5)E中产生气泡，瘪气球缓慢鼓起 (6)有刺激性气味的气体逸出(产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝色) 【分析】A中浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，B为干燥装置，可为P2O5等，C中加热条件下，二氧化氮和镁粉反应，可生成MgO、Mg3N2等，同时生成氮气，D为碱石灰，可避免E装置内水蒸气进入C中，导致氮化镁水解而变质，E可除去过量的二氧化氮，气球可用于检验氮气的生成，据此解答。 【详解】（1）根据仪器构造可判断仪器a的名称为圆底烧瓶；装置B用来干燥二氧化氮气体，B中试剂是P2O5等。 （2）实验时，先启动A中反应，当C装置中充满红棕色气体时点燃酒精灯，可排尽装置内空气，避免O2、CO2、N2等与镁反应； （3）经测定，Mg与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2的物质的量相等，根据得失电子守恒和原子守恒可知反应的方程式为11Mg+4NO28MgO+Mg3N2+N2； （4）氮化镁易与水反应，装置D可吸收E中挥发出来的水蒸气，避免C中氮化镁反应而变质； （5）如生成氮气，不溶于水，且与氢氧化钠溶液不反应，则可观察到E中产生气泡，瘪气球缓慢鼓起； （6）氮化镁可与水反应生成氨气，可用检验氨气的方法检验，如有刺激性气味的气体逸出（产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝色），可证明有氮化镁生成。 15．(1)+3 (2)Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO4 (3) SiO2 蒸发浓缩 趁热过滤 (4)Mn2++ClO−+H2O=MnO2↓+Cl−+2H+ (5) 否 改为盐酸后，硼镁泥中的CaO生成了CaCl2，而CaCl2易溶于水，无法除去杂质钙离子 (6) 淀粉溶液 93.5% 【分析】硼镁矿主要成分为Mg2B2O5⋅H2O，硼镁矿中加入NaOH浓溶液,浓缩后得到NaBO2，同时得到Mg(OH)2，然后向溶液中通入适量二氧化碳，得到Na2B4O7⋅10H2O，向溶液中加入热水调节溶液的pH至2∼3，冷却后结晶得到H3BO3，加热晶体得到B2O3，高温条件下和Mg发生置换反应生成B；硼镁泥是硼镁矿制硼砂过程中产生的废渣，其主要成分是MgCO3，还含有CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质，加入硫酸生成硫酸镁、硫酸钙、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锰，然后过滤得到的滤渣A为SiO2，向滤液I中加入NaClO、MgO、NaClO氧化亚铁离子生成铁离子、锰离子，MgO调节溶液的pH，滤渣B中含有一种不溶于稀盐酸的黑色固体为MnO2，还含有Fe(OH)3、Al(OH)3，过滤得到的滤渣B为MnO2、Fe(OH)3、Al(OH)3，然后将滤液蒸发浓缩、趁热过滤得到滤渣C为CaSO4⋅2H2O，冷却结晶过滤得到MgSO4⋅7H2O，再经过一系列反应得到Mg； 【详解】（1）硼砂(Na2B4O7⋅10H2O)中Na元素为+1价、O元素为−2价、H元素为+1价，则B的化合价为+3，故答案为：+3； （2）将硼砂溶于热水后，常用H2SO4调pH至2∼3制取H3BO3，同时还生成硫酸钠，该反应的化学方程式为Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO4，故答案为：Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO4； （3）通过以上分析知，滤渣A的主要成分为SiO2，从溶液中获取晶体采用蒸发浓缩、过滤的方法，为防止CaSO4⋅2H2O较多溶解，则需要趁热过滤，则操作II为蒸发浓缩、趁热过滤，故答案为：SiO2；蒸发浓缩、趁热过滤； （4）滤渣B中含有一种不溶于稀盐酸的黑色固体为MnO2，同时还生成HCl，则加入NaClO的过程中发生反应生成该黑色固体的离子方程式Mn2++ClO−+H2O=MnO2↓+Cl−+2H+，故答案为：Mn2++ClO−+H2O=MnO2↓+Cl−+2H+； （5）改为盐酸后，硼镁泥中的CaO生成了CaCl2，而CaCl2易溶于水，无法除去杂质钙离子，所以不能将硫酸改为盐酸，故答案为：否；改为盐酸后，硼镁泥中的CaO生成了CaCl2，而CaCl2易溶于水，无法除去杂质钙离子； （6）淀粉遇碘变蓝色，为检验碘单质，可以用淀粉溶液，所以指示剂为淀粉溶液；根据关系式B∼BI3∼I2∼得n(B) ∼3n(Na2S2O3)=×0.017L×0.3000mol/L=0.0017mol，m(B)=0.0017mol×11g/mol=0.0187g，粗硼样品纯度=，故答案为：淀粉溶液；93.50%。 16．(1) 分液漏斗 浓硝酸 (2)用二氧化氮气体将装置中的空气排尽，当装置中充满红棕色气体时，再点燃装置C中的酒精灯 (3) 吸收E中挥发出来的水蒸气 (4) (5) (6)该说法是正确的；理由是空气中氧气的体积分数约为21%，空气不能使带火星的木条复燃，而该混合气体中和的体积比为4:1，即氧气的体积分数为20%，该气体混合物能使带火星的木条复燃，说明气体能支持燃烧 【分析】利用装置A中铜和浓硝酸反应生成的二氧化氮经B中五氧化二磷干燥后，在E中和镁粉经加热反应生成MgO、等，同时生成氮气，再用D装置和E装置依次除去过量的二氧化氮，并防止E中水蒸气进入加热的C装置中，以此解答。 【详解】（1）仪器a的名称为分液漏斗，装置A中铜和浓硝酸反应生成的二氧化氮，a中试剂是浓硝酸。 （2）实验时，为了防止Mg与空气中氧气等反应，操作为：用二氧化氮气体将装置中的空气排尽，当装置中充满红棕色气体时，再点燃装置C中的酒精灯。 （3）实验测得Mg与反应生成、和，其中和的物质的量相等，则C中反应的化学方程式为：。装置E中的水蒸气进入装置C中会和反应，故装置D的作用是：吸收E中挥发出来的水蒸气。 （4）E装置的作用是吸收尾气，防止污染空气，由已知条件②可知，E中发生反应的离子方程式为：。 （5）氮化镁与水反应的化学方程式为：。 （6）该说法是正确的；理由是空气中氧气的体积分数约为21%，空气不能使带火星的木条复燃，而该混合气体中和的体积比为4:1，即氧气的体积分数为20%，该气体混合物能使带火星的木条复燃，说明气体能支持燃烧。 17．(1)直形冷凝管 (2) 排尽装置中的空气，以免干扰实验 吸收过量的氯气以免污染空气，同时防止D中水蒸气进入锥形瓶中，引起TiCl4水解 PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl (3)气体温度过高会导致冷凝管炸裂 (4)蒸馏 (5) 【分析】制备TiCl4流程：浓盐酸和氯酸钾发生反应制备氯气，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，用饱和食盐水吸收氯化氢气体、用浓硫酸干燥氯气，氯气在D电炉内与二氧化钛、炭粉发生反应生成TiCl4，用E装置降温冷却得到液态TiCl4，TiCl4易遇水分解，为防止空气中水蒸气进入装置E，应在其后连接干燥管C，最后用F吸收尾气。 【详解】（1）仪器A的名称为直形冷凝管； （2）该反应生成CO，若装置内含有杂质气体，会影响实验，所以先通入N2其目的是排尽装置中的空气，以免干扰实验；C中碱石灰的作用是吸收过量的氯气以免污染空气，同时防止D中水蒸气进入锥形瓶中，引起TiCl4水解；管式炉中反应生成CO通入D中与PdCl2反应生成Pd，CO中C化合价升高为CO2，反应的化学方程式为PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl； （3）产生的高温气体在进入装置A之前要进行“前期冷却”，原因是气体温度过高会导致冷凝管炸裂； （4）TiCl4和CCl4沸点相差较大，分离方法是蒸馏； （5）产品与水充分反应得到HCl的水溶液，加入K2CrO4溶液作指示剂，用cmol•L-1AgNO3溶液滴定，当观察到白色沉淀刚刚出现砖红色沉淀时达到滴定终点，则有： TiCl4～4HCl～4AgNO3，则n(TiCl4)=n(AgNO3)=0.25×cmol•L-1×V×10-3L=2.5cV×10-4mol，n(TiCl4)=nM=2.5cV×10-4mol×190g/mol=0.0475cVg，所以产品纯度为=。 18．Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3 减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度 SiO2和CaSO4 将Fe2+氧化为Fe3+ 使Al3+与Fe3+形成氢氧化物而除去 （七水）硫酸镁 2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg3MgO+2B 【分析】以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)，由流程可知，加硫酸溶解，Fe3O4、SiO2不溶，CaO转化为微溶于水的CaSO4，Fe3O4具有磁性，可以采用物理方法分离，滤渣1的成分为SiO2和CaSO4； “净化除杂”需先加H2O2溶液，将Fe 2+转化为Fe 3+，调节溶液的pH约为5，使Fe3＋、Al3＋均转化为沉淀，则滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出H3BO3。 【详解】(1)Mg2B2O5·H2O与硫酸反应生成硫酸镁和硼酸，化学方程式 Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3； 为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有：减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度； (2)利用Fe3O4的磁性，可将其从“浸渣”中分离，“浸渣”中还剩余的物质是SiO2、CaSO4； (3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是将Fe2+氧化为Fe3+ 。然后再调节溶液的pH约为5，目的是使Al3+与Fe3+形成氢氧化物而除去； (4)根据方程式Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3，反应中还生成硫酸镁，“粗硼酸”中的主要杂质是(七水)硫酸镁； (5)硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，硼酸受热分解，生成三氧化二硼，镁将硼还原，化学方程式：2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg3MgO+2B。 19．将硼矿石粉碎、搅拌、增大NaOH溶液的浓度、升温等 MgO、 B4O72−+2H++5H2O=4H3BO3 碱性 【分析】浓NaOH溶液溶解硼矿石主要成分为，还有少量MgO、等，MgO、不溶，溶解生成，过滤，滤渣为MgO、，滤液为溶液，通入适量二氧化碳得到硼砂，将硼砂溶于热水后，用调pH到2～3制取，将得到的晶体加热脱水得到，与Mg高温反应制得硼，据此解答。 【详解】(1)将硼矿石粉碎、搅拌、增大NaOH溶液的浓度、升温等都可以加快其溶解速率，故答案为：将硼矿石粉碎、搅拌、增大NaOH溶液的浓度、升温等； (2)、MgO不溶于NaOH，也不溶于水，故滤渣为MgO、，故答案为：MgO、； (3)硼砂中钠元素价，氧元素价，化合物中元素化合价代数和为0，则B元素化合价为价；硼砂溶于热水后，常用调pH到2～3制取，反应的离子方程式为：B4O72−+2H++5H2O＝4H3BO3。故答案为：；B4O72−+2H++5H2O＝4H3BO3； (4)晶体加热脱水的产物X为，与Mg发生置换反应，反应为：，故答案为：； (5)因反应中，水中氢元素化合价降低，得到电子，则为氧化剂；因易与结合，而碱性溶液可抑制它与水反应，故答案为：；碱性； (6)将等体积等物质的量浓度的与NaOH溶液混合，恰好反应完得到溶液，发生水解，减少，则，水解反应为：，溶液显碱性，则，水解程度微弱，故，故答案为：。 20． +3 4NaH+B(OCH3)3＝NaBH4+3CH3ONa 1:1 增大接触面积，加快反应速率 SiO2、CaSO4 将其中的氧化为 使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀、Al3＋转化为Al(OH)3沉淀而除去 碱式 77.8% 【详解】（1）①NaBH4中Na是+1价，H是－1价，则B元素的化合价，根据化合价代数和为0，得出B为+3价。 工业上可利用硼酸甲酯B(OCH3)3与氢化钠NaH反应制备NaBH4，反应的另一种产物为甲醇钠（CH3ONa），该反应的化学方程式为4NaH+B(OCH3)3＝NaBH4+3CH3ONa 。 ③NaBH4与水反应生成NaBO2和H2，NaBH4＋2H2O＝NaBO2＋4H2↑，NaBH4中H被氧化，得到氧化产物，水中氢被还原，得到还原产物，该反应生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1。 （2）以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）为原料制备硼酸（H3BO3），由流程可知，加硫酸溶解只有SiO2不溶，Mg2B2O5·H2O+2H2SO4＝2H3BO3+2MgSO4，CaO转化为微溶于水的CaSO4，“净化除杂”需先加H2O2溶液，将亚铁离子转化为铁离子，调节溶液的pH约为5，使铁离子、铝离子均转化为沉淀，则滤渣为氢氧化铝、氢氧化铁，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出H3BO3。 ①“浸出”时，将铁硼矿石粉碎的目的为增大接触面积，加快反应速率。 ②加硫酸溶解只有SiO2不溶，Mg2B2O5·H2O+2H2SO4＝2H3BO3+2MgSO4，CaO转化为微溶于水的CaSO4，利用Fe3O4的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是SiO2、CaSO4，滤渣1的主要成分为SiO2、CaSO4。 ③“净化除杂”需先加H2O2溶液，其目的为将其中的氧化为，然后再调节溶液的pH≈5.0的目的是使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀、Al3＋转化为Al(OH)3沉淀而除去。 ④Na2S2O3溶液呈碱性，应放在碱式滴定管中，硫代硫酸钠的物质的量为：0.30mol·L－1×0.018L=0.0054mol，根据关系式：B～BI3～I2～3S2O32－，则n（B）=n（S2O32－）=0.0018mol，硼的质量为：10.81g·mol－1×0.0018mol=0.01944g，粗硼中硼的含量为：×100%=77.8%。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高三化学第一轮复习能力提高训练 专题（10）非常用元素及其化合物 温馨提示：试题非常辛苦的精选，对70分以上学生提高高考能力非常有帮助。 1．VA族氮、磷及其化合物应用广泛。其中PH3与NH3一样，能与许多过渡金属形成多种配合物。下列有关物质的结构或性质的比较中，正确的是 A．31 g白磷分子中共价键数目为1 NA B．与过渡金属形成配合物的能力：PH3>NH3 C．水中溶解性：PH3>NH3 D．HNO3易挥发，故H3PO4也易挥发 2．磷及其化合物在工农业生产中具有重要用途，下图所示为提纯白磷样品(含惰性杂质)的工艺流程。下列说法不正确的是 A．过程I中，被氧化的元素是Cu和P B．过程II 中，反应物的比例不同可获得不同产物，除Ca3(PO4)2和H2O外，可能还有Ca(H2PO4)2、CaHPO4 C．过程Ⅲ的化学方程式为2Ca3(PO4)2 +6SiO2+10C =6CaSiO3+10CO↑+P4 D．不慎将白磷沾到皮肤上，可用 0.2 mol·L-1CuSO4溶液冲洗 3．根据砷元素在元素周期表中的位置，推测砷元素单质及其化合物不可能具有的性质是 A．砷元素单质在通常情况下是固体 B．砷元素有－3、＋3、＋5等多种化合价 C．As2O5对应的水化物的酸性比磷酸强 D．砷化氢不稳定 4．铅是人类较早冶炼和使用的金属之一”。铅与硅同主族，下列关于铅及其化合物的描述正确的是 A．铅的最高价氧化物对应的水化物是酸性比硅酸还弱的酸 B．PbO2的氧化性不如PbO的氧化性强 C．Pb3O4可以写成PbO·Pb2O3的形式 D．溶液中Pb2+比Pb4+稳定 5．锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。下列有关锂及其化合物叙述正确的是 A．Li2SO4难溶于水 B．Li与N2反应的产物是Li3N C．LiOH易溶于水 D．LiOH与Li2CO3受热都很难分解 6．已知锂和镁的单质及其化合物在很多性质上具有相似性，由此可以推断下列关于锂及其化合物的叙述中，正确的是 A．LiOH加热时，不会分解 B．Li2CO3加热时，不会分解 C．Li在氧气中燃烧生成Li2O2 D．Li与稀硫酸反应生成Li2SO4 7．镁及其化合物的转化关系如下图所示，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．含中子数 B．标准状况下，中键数目为 C．反应①中，每生成，转移电子数 D．常温下的溶液中，由水电离的数目为 二、完成下列各题 8．下图为磷及其化合物的“价-类”二维图。 (1)写出①和②化学式_______、_______。 (2)写出的电离方程式_______。 (3)写出1个以①为一种反应物，生成的化学方程式_______。 (4)物质②是一种三元酸，能生成、和三种盐。亚磷酸是二元酸，能生成两种盐，则与足量NaOH溶液反应生成的为_______(填“正盐”或“酸式盐”)。 9．砷（）、溴（）是重要的非金属元素。回答下列问题： (1)非金属性：As______（填“＞”或“＜”）Br；核素的中子数为______。 (2)砷及其化合物几乎都有毒，通常＋3价砷化合物毒性强于＋5价砷化合物。利用单质铁可处理水体砷污染，其原理为单质铁在水体中被氧化腐蚀得到水合氧化铁［和FeOOH］，吸附沉降砷的化合物。在其他条件一定时，调节水样的pH，得到除砷效率曲线如图所示。 ①海产品中含有微量＋5价砷化合物，食用海鲜后不能马上进食水果的原因是______。 ②水样酸性较强时，除砷效率较低的原因是______。 ③某水样中含砷总浓度为，若控制水样的，出水后的砷浓度为______。 (3)海水中溴元素以形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图所示： ①步骤ⅲ反应的化学方程式是______。 ②从理论上考虑，下列物质不能充分吸收的是______（填字母）。 A．NaOH        B．        C．        D． ③步骤ⅴ蒸馏过程中，温度应控制在。温度过高或过低都不利于生产，若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴蒸气中水分增加；若温度过低，则______。 10．磷是人体必需的元素，主要参与骨骼形成、能量代谢及细胞功能调节。回答下列跟磷元素及其化合物有关的问题。 (1)磷元素有白磷、红磷、黑磷等三种常见的单质。黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料，其晶体有与石墨类似的层状结构，如下图所示。下列有关说法错误的是______(填字母)。 A．根据图示结构，红磷和白磷在空气中加热时能相互转化 B．中含有键 C．黑磷属于混合型晶体，黑磷能导电的原因与石墨相同 D．从结构上判断，白磷比黑磷性质更稳定 (2)磷元素形成的氢化物，是一种有剧毒的强还原性物质，通常用溶液来吸收，从而消除污染。已知吸收反应中被氧化为最高价含氧酸，同时溶液中有红色固体生成，该反应的化学方程式为______。 (3)磷元素可以形成磷酸、亚磷酸、次磷酸等含氧酸，已知含氧酸的酸性由分子结构中羟基的电离来体现，次磷酸为一元酸，则次磷酸分子的结构简式为______。 (4)磷元素形成的直链多磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示： 这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为______(用n代表P原子数)。 (5)纯磷酸可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到，实验装置如图所示(夹持装置略)。已知：纯磷酸熔点为42℃，磷酸纯化过程需要严格控制温度和水分。温度低于21℃易形成杂质(熔点为30℃)，高于100℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。 ①减压蒸馏结束后，对结晶的磷酸进行过滤时需要控制温度范围为______。 ②磷酸中少量的水极难除去的原因是______。 ③85%磷酸的物质的量浓度为，现需要，在配制溶液的过程中，需用酸式滴定管取用______85%磷酸。 (6)含磷洗涤剂的大量使用，给社会带来的危害是______。 11．砷在元素周期表中与氮同主族，砷及其化合物被运用在农药、医药和染料等领域中。某含砷工业废水经处理可转化为粗，流程如下：    已知： ①含工业废水主要以亚砷酸()形式存在，为三元弱酸，受热分解为； ②微溶于水，难溶于水。 回答下列问题： (1)砷元素在元素周期表中的位置为_______。 (2)“碱浸”中发生反应的离子方程式为_______。 (3)从绿色化学角度考虑，“试剂1”可以选择_______(填化学式)。 (4)“沉砷”在流程中的目的是_______；“沉砷”的最佳温度是，温度高于时，随温度升高转化率下降，可能的原因是_______。 (5)“废渣”的主要成分是_______，“转化”中发生反应的化学方程式为_______。 (6)从综合利用的角度考虑“滤液2”可返回_______步骤中循环再利用。 12．铅及其化合物有重要用途，如二氧化铅()可用于生产铅蓄电池。用方铅矿(主要成分为，含少量)为原料生产的一种工艺流程如下： 已知：铅能与浓溶液在通入空气和加热条件下反应生成。回答下列问题： (1)铅元素位于第六周期IVA族，原子序数为82，其原子结构示意图为___________。 (2)方铅矿焙烧时生成一种具有漂白性的气体，其分子式为___________；焙烧时未转化为而是生成单质Ag，原因是___________；上述流程中，制得粗铅的金属冶炼方法的名称是___________。 (3)铅与浓氢氧化钠溶液、空气(已去除)在加热时发生反应的化学方程式为___________；滤渣1的主要成分为___________。 (4)与漂白粉中的有效成分发生反应的离子方程式为___________。 (5)和可分别用于铅蓄电池的负极、正极材料。若以石墨、铅为电极电解溶液制备和，则阴极应选用___________(填“石墨”或“铅”)，阳极的电极反应式为___________。 13．硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知：硼镁矿主要成分为，硼砂的化学式为，利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图，请回答下列有关问题： (1)滤渣的主要成分为___________，X为晶体加热脱水的产物，其与Mg反应制取粗硼的化学方程式为___________。 (2)是一种一元弱酸，也可写作，它与水作用时结合水电离的而呈酸性，这一变化的离子方程式为___________。以硼酸为原料可制得硼氢化钠()，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为___________。 (3)在氛围中加热的化学方程式为___________。 (4)制得的粗硼在一定条件下可生成，加热分解可以得到纯净的单质硼。现将粗硼制成的完全分解，生成的用(为弱酸)溶液滴定至终点，消耗溶液。该粗硼样品的纯度为___________(提示：)。 14．镁及其化合物是实验设计的热点载体。某学习小组设计实验，探究镁与二氧化氮反应的产物，实验装置如图所示。 已知： ①2NO2 +2NaOH=NaNO2 + NaNO3+H2O ②Mg3N2能与水反应。 回答下列问题： (1)仪器a的名称为___________；B中试剂是___________。 (2)实验时，先启动A中反应，当C装置中充满红棕色气体时，点燃酒精灯，这样操作的目的是___________。 (3)经测定，Mg与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2的物质的量相等，C中发生反应的化学方程式为___________。 (4)D装置的作用是___________。 (5)确定有氮气生成的实验现象是___________。 (6)实验完毕后，设计实验确认产物中有氮化镁。取少量C中残留固体于试管中，滴加蒸馏水，若_______则产物中有氮化镁。 15．硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知：硼镁矿主要成分为，硼砂的化学式为硼镁泥是硼镁矿制硼砂过程中产生的废渣，其主要成分是，还含有、、、、、等杂质。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为： 回答下列有关问题： (1)硼砂中的化合价为_______。 (2)将硼砂溶于热水后，常用调至制取，该反应的化学方程式为_____。 (3)滤渣的主要成分为_______填化学式，操作Ⅱ为_______、_______。 (4)滤渣中含有一种不溶于稀盐酸的黑色固体，写出加入的过程中发生反应生成该黑色固体的离子方程式_______。 (5)将硼镁泥中加入的硫酸改为盐酸是否可行？_______填“是”或“否”理由是_______。 (6)制得的粗硼在一定条件下生成加热分解可以得到纯净的单质硼。现将粗硼制成的完全分解，生成的以_______为指示剂，用溶液滴定至终点，消耗溶液该粗硼样品的纯度为_______。已知： 16．镁及其化合物是实验设计的热点载体。某学习小组设计实验探究镁与二氧化氮反应的产物，实验装置如图所示。 已知：①能与水反应；②反应完后E中有。 回答下列问题： (1)仪器a的名称为___________；a中试剂是___________。 (2)实验时，为了防止Mg与空气中氧气等反应，操作为___________。 (3)实验测得Mg与反应生成MgO、和，其中和的物质的量相等，则C中反应的化学方程式为___________。装置D的作用是___________。 (4)E装置中发生反应的离子方程式为___________。 (5)写出氮化镁与水反应的化学方程式___________。 (6)已知浓硝酸分解反应为：，干燥生成的气体后，该气体混合物能使带火星的木条复燃，由此某同学得出气体能支持燃烧的说法，你认为该说法正确吗？并说明理由___________。 17．TiCl4是制备钛及其化合物的重要中间体，可利用下列装置在实验室制备TiCl4(夹持装置略去)。反应原理为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。。 已知：①PdCl2溶液捕获CO时生成Pd单质；②相关数据如下表：。 化合物 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/g∙cm-3 溶解性 TiCl4 -25 136 1.5 能溶于有机溶剂，遇水会水解生成难溶于水的物质 CCl4 -23 76.8 1.6 难溶于水 回答下列问题： (1)仪器A的名称为___________。 (2)检查装置气密性并加入TiO2和C，先通入N2其目的是___________；一段时间后，加热管式炉，改通Cl2，对B处逸出的气体用C、D装置进行后续处理。则C中碱石灰的作用是___________，D中反应的化学方程式为___________。 (3)实验过程中，产生的高温气体在进入装置A之前要进行“前期冷却”，原因是___________。 (4)制得的TiCl4中常含有少量CCl4，从混合液体中分离出TiCl4的操作名称为___________。 (5)利用如图所示装置测定产品纯度：称取ωgTiCl4产品进行实验，向安全漏斗中加入适量蒸馏水，待四氯化钛充分反应后，将烧瓶和安全漏斗中的液体一并转入锥形瓶中，用氢氧化钠溶液调节至中性，滴加几滴0.1mol∙L-1的K2CrO4溶液作指示剂，用cmol∙L-1AgNO3标准溶液滴定至终点(Ag2CrO4为红棕色沉淀，可指示滴定终点)，重复滴定两次，平均消耗标准溶液VmL，已知：TiCl4+(2+x)H2O==TiO2∙xH2O↓+4HCl。 根据上述数据计算该产品的纯度为___________。(用ω、c和V的代数式表示) 18．硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示： 已知：硼酸为粉末状晶体，易溶于水，加热到一定温度可分解为无水物。 回答下列问题： （1）写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式___。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有（写两条）：___。 （2）“浸渣”中还剩余的物质是：___（写化学式）。 （3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是___。然后再调节溶液的pH约为5，目的是___。 （4）“粗硼酸”中的主要杂质是___（填名称）。 （5）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程___。 19．硼及其化合物在工业上有许多用途。工业上用硼矿石主要成分为，还有少量MgO、等为原料制备粗硼的工艺流程如图所示。 已知：①偏硼酸钠易溶于水，在碱性条件下稳定存在。②硼砂的化学式为。回答下列问题： (1)欲提高硼矿石的溶解速率，可采取的措施有______写出两条。 (2)滤渣主要成分是______。 (3)硼砂中B的化合价为______，溶于热水后，常用调pH到2～3制取，反应的离子方程式为______。 (4)为晶体加热脱水的产物其与Mg反应制取粗硼的化学方程式为______。 (5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠，它与水反应的离子方程式为，该反应中氧化剂是______；硼氢化钠能把许多金属离子还原为金属单质，为抑制它与水的反应反应可在______填“酸性”“中性”或“碱性“条件下进行。 (6)硼酸熔点为，露置空气中无变化，加热至时失水而变成偏硼酸：。已知是弱酸，将等体积等物质的量浓度的与NaOH溶液混合，所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是______。 20．硼及其化合物在化学工业中有诸多用途。请回答下列问题： （1）硼氢化钠NaBH4是硼的重要化合物。 ①NaBH4中B元素的化合价为______。 工业上可利用硼酸甲酯B(OCH3)3与氢化钠NaH反应制备NaBH4，反应的另一种产物为甲醇钠（CH3ONa），该反应的化学方程式为______。 ③NaBH4与水反应生成NaBO2和H2，该反应生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为______。 （2）工业上以铁硼矿主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量、FeO、CaO、和等为原料制备单质B的工艺流程如图所示： 已知： 金属离子 Fe3+ Al3+ 开始沉淀的pH 2.7 3.1 沉淀完全的pH 3.7 4.9 “浸出”时，将铁硼矿石粉碎的目的为______。 滤渣1的主要成分为______。 “净化除杂”时需先加H2O2溶液，其目的为______，然后再调节溶液的pH≈5.0的目的是______。 制得的粗硼在一定条件下能生成BI3，BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将粗硼制成的BI3完全分解，生成的用0.30mol·L－1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗18.00mL Na2S2O3溶液。盛装Na2S2O3溶液应用______填“酸式”或“碱式”滴定管，该粗硼样品的纯度为______。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $